浙江省某城镇排水管网设计项目计划书.docx
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浙江省某城镇排水管网设计项目计划书
省某城镇排水管网设计计划书
一、总论
1、设计目的
其目的是加深理解所学知识，培养综合分析和解决实际管网工程设计问题的初步能力，使学生在设计、运算、绘图、查阅资料和使用设计手册、设计规等基本技能上得到初步训练和提高。
2、设计依据
1）严煦世主编．《给水排水管网系统》北京：
中国建筑工业，2002
2）北京市市政工程设计研究院主编．给水排水设计手册（1常用资料，3常用设备，4城镇给水，5城镇排水），北京：
中国建筑工业，2004
3）志刚主编.给水排水工程专业课程设计.北京：
化学工业，2004
4）室外给水设计规（GB50013-2006）
5）室外排水设计规（GB50014-2006），
6）中华人民国建设部主编．给水排水制图标准（GB/T50106－2001）。
3、设计资料
1）城市概况：
某市为省某城镇，城市人口11万人。
该城市重新进行城市规划，现有管道系统不考虑。
该市地势平坦，平均海拔高度为黄海高程7.1m。
西北向河道最高洪水水位为4.3m，常水位为2.9m。
中间河道洪水水位为2.75m，南向河道洪水位为4.2m，常水位为2.7m。
地下水水位为1.75m—2.45m。
该市地质情况良好。
管道最大埋深为7m。
2）城市用水资料：
（1）城市人部分区域平均楼层为8层，个别建筑楼层为15-18层。
高层采用自行加压，室有给排水设备和淋浴设备。
（2）公共建筑最高日用水量
单位名称
房屋层数
最高日用水量（m3）
实验小学
4
45
第一中学
4、5
75
育才中学
4、5
70
人民医院
6
100
影剧院
3
20
火车站
2
400
（3）A、B为用水量较大的工厂，三班轮休，具体资料见下表。
工厂
A
B
生产用水（m3/d）
6300
7500
工人数
总数660人，分三班，每班220人
总数840人，分三班，每班280人
热车间工人数
每班120人
每班130人
使用淋浴者
每班120人
每班130人
（4）居民生活用水量逐时变化
时间
占最高日用水量%
时间
占最高日用水量%
0-1
0.31
12-13
6.71
1-2
0.7
13-14
5.23
2-3
0.9
14-15
3.59
3-4
1.05
15-16
4.76
4-5
1.3
16-17
4.24
5-6
3.96
17-18
6.29
6-7
6.91
18-19
6.97
7-8
5.94
19-20
5.76
8-9
7.04
20-21
3.4
9-10
6.79
21-22
2.01
10-11
7.17
22-23
1.42
11-12
7.31
23-24
0.24
设计区域，居民平均日生活污水量可按平均日人均用水量的90%计算。
工业生产污水量按生产用水量的80%计。
工业生活污水和淋浴污水量按实际计算，公共建筑最高日污水量按最高日用水量的80%计。
公共建筑最高日排水小时和时变化系数参考《建筑给排水设计规
4、设计原则
执行国家关于环境保护的政策，符合国家有关规和标准的要求，在城市总体布局的基础上，结合地形和环境保护要求统一规划城市排水管道系统。
既技术先进，又切合实际，安全适用，具有良好的环境效益，经济效益和社会效益。
做到技术可靠，经济合理。
5、设计要求
要求学生对所设计的容必须概念准确，参数选择合理，符合设计手册与设计规要求，计算正确，计算书书写工整、清晰，文笔流畅。
计算草图符合要求。
图纸应符合《给水排水制图标准》，设计合理，文字线条优美。
1）、计算说明书一份。
要求：
每个学生完成课程设计计算说明书一份，20-30页。
设计书容包括目录；概述设计任务和依据，简要分析设计资料；根据城市具体情况采用分流制的排水体制，根据城市规划布置污水管道定线及污水厂、检查井、雨水口、污水口等的布置；进行污水管道及相应的构筑物如泵站、跌水井等的设计和计算。
2）、AutoCAD绘图设计图纸3。
城镇排水管网总平面布置图一；污水管道排水区域划分图；主干管纵剖面图一。
3）、要求：
总平面图上应标明地形、地物、河流、道路、风玫瑰图等，比例采用1:
25000—1:
5000。
二、污水管网工程设计
1、排水体制的确定
将生活污水、工业废水和雨水分别在两套或两套以上管道系统排放的排水系统成为分流制排水系统。
由于排除雨水的方式不同，分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制两种排水系统。
在城市中，完全分流制排水系统包括污水排水系统和雨水排水系统；而不完全分流制只有污水排水系统，未建立雨水排水系统，雨水沿天然地面、街道边沟、水渠等渠道系统排泄。
根据设计任务，决定选用完全分流制排水系统。
2、管道定线
正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道设计系统的重要环节。
在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线。
管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。
定线的主要原则是：
应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。
在整个排水区域较低的提防，例如吉水县或河岸低处敷设主干管及干管，这样便于支管的污水自流接入，而横支管的坡度尽可能与地面坡度一致。
宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行敷设。
污水管道中的水流靠重力流动，因此管道必须具有坡度。
在地形平坦区，管线虽然不长，埋深亦会增加很快，当埋深超过一定限值时，需设泵站抽升污水。
当街区面积不太大时，街区污水管网可采用集中出水方式，街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下；当街区面积较大且地势平坦时，宜在街区四周的街道敷设污水管道。
污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。
采用的排水体制也影响管道定线。
考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响，应将管道，特别是主干管布置在坚硬密实的土壤中，尽量避免或减少管道穿越高低，基岩浅露地带，或基质土壤不良地带。
管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。
污水干管一般不宜敷设在交通繁忙而下站的街道下
为了增大上游管道的直径，减小敷设坡度，以致能减少整个管道系统的埋深。
将产生大流量污水的工厂或公共建筑物的污水排出口接入污水干管起端是有利的。
管道系统的方案确定后，便可组成污水管道平面布置图。
在初步设计时，污水管道系统的总平面图包括干管、主干管的位置，走向和主要泵站、污水厂、出水口等的位置。
技术设计时，管道平面图应包括全部支管、干管、主干管、泵站、污水厂、出水口等的具体位置和资料。
1.1污水管道定线的基本原则
充分利用城市地形、地质、地貌特点，尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。
在定线时应考虑地形等因素的影响。
根据地形，污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考虑设置泵站的合理位置。
一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上，让污水尽量以重力流排送，污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交，如遇特殊地形时应考虑特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在图上标明。
1.2污水管道定线考虑的因素
污水管道定线考虑的因素有：
地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。
①在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。
定线时应充分利用地形，利用排水系统的布置形式，使管道的走向符合地形趋势，尽量做到顺坡排水，尽可能不设泵站或少设泵站。
②污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。
③污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。
④采用的排水体制也影响管道定线。
⑤考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响。
尽可能回避不良地质条件的地带和障碍。
处理好与现状建筑物，构筑物和规划道路的关系，实在不能避开时应采取相应的工程措施。
⑥管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。
⑦管道定线，不论在整个城市或局部地区都可能形成几个不同的布置方案。
应进行方案技术经济比较。
⑧结合江河走向和规划中道路的实施，合理布置管线，以利于减小施工难度。
1.3污水主干管定线
本次设计的城镇属于平坦地区，比邻河流，根据该城市街区的分布情况，设计主干管4条，走向由南到北，具体分布情况，请看某省某城镇区域排水管网布置总平面图。
1.4污水干管定线
本区域是重新进行城市规划改造管道，在设计管网的时候，应考虑街道的走向来。
根据该点，应符合该区域街道的分布情况进行干管的设计，沿着街道设计干管。
各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。
具体布置请参看某省某城镇区域排水管网布置总平面图。
1.5污水管道的衔接
污水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化以及支管接入的地方都需要设置检查井。
在设计时必须考虑在检查井上下游管道衔接时的高程关系问题。
管道在衔接时应遵循两个原则：
1.尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；
2.避免上游管段中形成回水而造成淤积。
管道衔接的方法，通常有水面平接和管顶平接两种。
水面平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端在指定的设计充满度下的水面相平，即上游管段终端与下游管段起端的水面标高相同。
管顶平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。
无论采用哪种衔接方法，下游管段的起端水面和管底标高都不得高于上游管段终端的水面和管底标高。
3、街区编号及街区面积计算
根据城市平面图的分区情况可知，将整个城市分为45个区域，分别
用数字标出。
并按各街区的平面围计算它们的面积，街区编号及具体布置见总平面布置图。
:
在cad中直接算出面积，并将单位换算成公顷，如下图所示：
街区编号及街区面积
街区编号
1
2
3
4
5
6
7
街区面积（ha）
18.1697
18.6278
14.9742
15.8572
10.5673
17.0803
10.0544
街区编号
8
9
10
11
12
13
14
街区面积（ha）
20.3394
19.2822
11.1647
14.2976
16.1624
24.5609
12.9161
街区编号
15
16
17
18
19
20
21
街区面积（ha）
10.5082
17.9650
18.5547
19.9551
19.6788
11.6463
14.2874
街区编号
22
23
24
25
26
27
28
街区面积（ha）
14.4467
7.3754
15.3255
12.9232
21.3652
21.2543
15.5349
街区编号
29
30
31
32
33
34
35
街区面积（ha）
14.1216
8.1118
7.3351
21.1983
6.2972
4.9720
7.3682
街区编号
36
37
38
39
40
41
42
街区面积（ha）
5.5517
13.0037
9.5492
14.9505
14.1477
33.4651
18.2968
街区编号
43
44
45
街区面积（ha）
9.4243
7.3795
5.4770
总计算面积=645.5246ha
4、污水设计计算
1）、设计流量
①居民区生活污水设计流量按下式计算：
Q
=
=
式中Q
——居民区生活设计流量（L/s）
n——居民区生活污水定额（L/（cap.d）
N——设计人口数
K
——生活污水量总变化系数
cap——“人”的计量单位
居住区生活污水定额可参考居民生活用水定额或综合生活用水定额。
居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑部给排水水平和排水系统不及程度等因素确定。
设计区域，居民平均日生活污水量可按平均日人均用水量的90%计算。
如下表所示
根据上表中的数据，结合资料中所给的城市数据，某城镇为一分区中小型城市，则最高日居民用水定额设为200L/（人·d）。
而相应的生活污水量总变化系数根据平均日流量120L/（人·d）来算，污水平均日流量为
120×90%=108
则
即生活污水量总变化系数为1.6
污水平均日流量（L/s）
5
15
40
70
100
200
500
1000
总变化系数（
）
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
②工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算：
式中Q――工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/s）；
――一般车间最大班职工人数（cap）；
――热车间最大班职工人数（cap）；
――一般车间职工生活污水定额，以25（L/（cap．班））计；
――热车间职工生活污水定额，以35（L/（cap．班））计；
――一般车间生活污水量的时变化系数，以3.0计；
――热车间生活污水量的时变化系数，以2.5计；
――一般车间最大班使用淋浴的职工人数（cap）；
――热车间最大班使用淋浴的职工人数（cap）；
――一般车间的淋浴污水定额，以40（L/（cap．班））计；
――热车间的淋浴污水定额，以60（L/（cap．班））计；
T――每班工作时数（h）。
淋浴时间按60min计。
如下图所示：
工厂
A
B
生产用水（m3/d）
6300
7500
工人数
总数660人，分三班，每班220人
总数840人，分三班，每班280人
热车间工人数
每班120人
每班130人
使用淋浴者
每班120人
每班130人
对于A工厂
=
=2.63L/s
对于B工厂
=
=2.95L/s
S所以
=2.63+2.95=5.58L/s
③工业企业生产污水量
=（6300+7500）
1000/（24
3600）
80%=127.78L/s
④公共建筑设计流量
公共建筑设计流量公式
其中q——各公共建筑最高日污水量标准L/（用水单位·d）
N——各公共建筑再设计使用年限中期所服务的用水单位数。
K——各公共建筑物水量是变化系数
T——各公共建筑物最高日排水小时数（h）
查阅《建筑给排水设计规》得知下表
表3.1.10集体宿舍、旅馆等公共建筑的生活用水定额及小时变化系数
序号
建筑物名称
单位
最高日生活用水定额（L）
使用时数（h）
小时变化系数Kh
1
单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培训中心、普通旅馆
设公用盥洗室
设公用盥洗室、淋浴室
设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室
设单身卫生间、公用洗衣室
每人每日
每人每日
每人每日
每人每日
50～100
80～130
100～150
120～200
24
3.0～2.5
2
宾馆客房
旅客
员工
每床位每日每人每日
250～400
80～100
24
2.5～2.0
3
医院住院部
设公用盥洗室
设公用盥洗室、淋浴室
设单独卫生间
医务人员
门诊部、诊疗所
疗养院、休养所住房部
每床位每日
每床位每日
每床位每日
每人每班
每病人每次
每床位每日
100～200
150～250
250～400
150～200
10～15
200～300
24
24
24
8
8～12
24
2.5～2.0
2.5～2.0
2.5～2.0
2.0～1.5
1.5～1.2
2.0～1.5
4
养老院、托老院
全托
日托
每人每日
每人每日
100～150
50～80
24
10
2.5～2.0
2.0
5
幼儿园、托儿所
有住宿
无住宿
每儿童每次
每儿童每次
50～100
30～50
24
10
3.0～2.5
2.0
6
公共浴室
淋浴
浴盆、淋浴
桑拿浴（淋浴、按摩池）
每顾客每次
每顾客每次
每顾客每次
100
120～150
150～200
12
12
12
2.0～1.5
7
理发室、美容院
每顾客每次
40～100
12
2.0～1.5
8
洗衣房
每kg干衣
40～80
8
1.5～1.2
9
餐饮业
中餐酒楼
快餐店、职工及学生食堂
酒吧、咖啡馆、茶座、卡拉OK房
每顾客每次
每顾客每次
每顾客每次
40～60
20～25
5～15
10～12
12～16
8～18
1.5～1.2
1.5～1.2
1.5～1.2
10
商场
员工及顾客
每m2营业厅面积每日
5～8
12
1.5～1.2
11
办公楼
每人每班
30～50
8～10
1.5～1.2
12
教学、实验楼
中小学校
高等院校
每学生每日
每学生每日
20～40
40～50
8～9
8～9
1.5～1.2
1.5～1.2
13
电影院、剧院
每观众每场
3～5
8～12
1.5～1.2
14
健身中心
每人每次
30～50
8～12
1.5～1.2
15
体育场（馆）
运动员淋浴
观众
每人每次
每人每场
30～40
3
—
4
3.0～2.0
1.2
16
会议厅
每座位每次
6～8
4
1.5～1.2
17
客运站旅客、展览中心观众
每人次
3～6
8～16
1.5～1.2
18
菜市场地面冲洗及保鲜用水
每m2每日
10～20
8～10
2.5～2.0
19
停车库地面冲洗水
每m2每次
2～3
6～8
1.0
注:
1除养老院、托儿所、幼儿园的用水定额中含食堂用水，其它均不含食堂用水。
2除注明外,均不含员工生活用水，员工用水定额为每人每班40～60L。
3医务建筑用水中已含医疗用水。
4空调用应另计。
则如下表所示
单位名称
房屋层数
最高日用水量（m3）
最高日排水小时（h）
时变化系数
公共建筑物污水设计流量（L/S）
实验小学
4
45
8
1.5
1.875
第一中学
4、5
75
8
1.5
3.125
育才中学
4、5
70
8
1.5
2.92
人民医院
6
100
24
2.0
1.85
影剧院
3
20
8
1.5
0.83
火车站
2
400
24
1.2
4.44
=
+
=0.02×80%=0.016L/s
⑤城市污水设计总流量
城市污水总的设计流量是居住区生活污水，工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。
当地下水位较高时还应该考虑地下水的入渗量，由原始资料得知，地下水位距地表8米，设计管段管底标高均高于地下水位，因此该城市污水排水管网设计不考虑地下水入渗量，设计流量为：
+Q4
=366.6+5.58+127.78+0.016
=499.976≈500L/s
5、比流量计算
根据面积比流量计算
Qh=管网总最高设计流量
qi=管网中大用水大集中流量的总和
=需沿线配水的供水面积总和
计算得q=0.56
6、管段设计流量计算
根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定义为街区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起讫点的检查井并编上。
本污水管网中主干管为1~9。
可划分为1~2、2~3、3~4、4~5、5~6、6~7、7~8、8~9等8个管段，管段1~2、2~3、3~4、4~5、5~6、6~7、7~8、8~9分别接收来自街坊1、2、12、13、22、23、32、45的生活污水，作为这些管段的本段流量。
四条干管均仅输送与它们连接的支管所输入的转输流量，而没有直接的本段流量。
：
表2污水干管设计流量计算表
管段编号
居住区生活污水量Q1
集中流量
设计流量
（L/s）
本段流量
转输流量
q2（L/s）
合计平均
流量
（L/s）
总变化
系数KZ
生活污水
设计流量
Q1（L/s）
本段
（L/s）
转输
（L/s）
街区编号
街区面积
（ha）
比流量q0
（L/（s*ha））
流量q1
（L/s）
1
2
3
4
5=3×4
6
7=5+6
8
9=7×8
10
11
12=9+10+11
1-2
1
18.17
0.56
10.18
10.18
2.09
21.28
21.28
2-3
2
18.62
0.56
10.43
10.18
20.61
1.94
39.98
39.98
3-14
3
14.97
0.56
8.38
8.38
2.1
17.60
17.60
15-27
4
15.86
0.56
8.88
8.88
2.1
18.65
18.65
16-28
5
10.57
0.56
5.92
5.92
2.22
13.14
13.14
17-29
6
17.08
0.56
9.56
9.56
2.11
20.17
4.44
24.61
10-18
7
10.05
0.56
5.63
5.63
2.23
12.55
12.55
3-4
12
16.16
0.56
9.05
81.45
90.5
1.06
95.93
4.44
100.37
25-27
11
14.30
0.56
8.01
8.01
2.15
17.22
17.22
23-28
10
11.16
0.56
6.25
6.25
2.21
13.81
13.81
21-29
9
19.28
0.56
10.80
10.80
2.08
22.46
22.46
10-19
8
20.34
0.56
5.79
5.79
2.23
12.91
12.91
4-5
13
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14
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0.56
7.24
7.24
2.17
15.71
15.71
24-31
15
10.51
0.56
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